硝酸钾晶体的制备-课件
①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备 Mg(ClO3)2。简述可制备Mg(ClO3)2的原因: __________________________________________ ______________________________。 ②按①中条件进行制备实验。在冷却降温析出 Mg(ClO3)2过程中,常伴有NaCl析出,原因是: __________________________________________ ______________________________。 除去产品中该杂质的方法是:
3.重结晶 若第一次结晶得到的晶体纯度不合乎要求,晶 体中常会混有一些可溶性杂质,可将所得晶体 溶于少量溶剂中,然后再进行_蒸__发___ (或冷却)、 结晶、过滤,如此反复的操作称为重结晶。有 些物质的提纯,需经过几次重结晶才能使产品 纯度合乎要求。每次过滤后的母液中均含有一 些溶质,所以应将母液收集起来,进行适当处 理,以提高产率。
4.影响晶粒生成的条件 晶体颗粒的大小与结晶条件有关,溶质的溶解度 越小,或溶液的浓度越高,或溶剂的蒸发速度越 快,或溶液冷却的越快,析出的晶粒就越细小; 反之,可得到较大的晶体颗粒。在实际操作中, 常根据需要,控制适宜的结晶条件,以得到大小 合适的晶体颗粒。
当溶液发生过饱和现象时,振荡容器,用玻璃棒 搅动或轻轻地摩擦器壁或_投__入__几__粒__晶__体__(_晶__种__)__, 都可促使晶体析出。
发现,粗产品、重结晶产品的溶液中产生浑浊的 程度明显不同。
课堂互动讲练
要点一 结晶和重结晶
1.结晶
类别 项目定义ຫໍສະໝຸດ 适用范 围举例蒸发结晶
通过蒸发溶液,减少 一部分溶剂而使溶液 饱和析出晶体的方法 溶解度随温度改变变
化不大的物质 NaCl
冷却结晶
通过降低温度使溶 液冷却达到饱和而 析出晶体的方法 溶解度随温度下降 明显减小的物质
KNO3
2.重结晶 假如第一次得到的晶体纯度达不到要求,可将 所得晶体溶于少量溶剂中,然后进行蒸发(或冷 却)结晶、过滤,如此反复的操作称为重结晶。 进行重结晶操作时,应将每次结晶得到的母液 收集起来,进行适当处理,以提高产率。
重结晶提纯法的一般过程:选择溶剂→溶解固 体→除去杂质→晶体析出→晶体的收集与洗涤 →晶体的干燥
(2)(3)
(4)①制备Mg(ClO3)2的原因:该反应的生成物为 Mg(ClO3)2和NaCl的混合溶液,NaCl的溶解度随 温度变化不大,Mg(ClO3)2的溶解度随温度升高 迅速增大。利用两物质的溶解度差异,通过加热 蒸 发 , 析 出 NaCl 结 晶 , 过 滤 之 后 冷 却 溶 液 , Mg(ClO3)2因溶解度下降而使溶液达到饱和析出 晶体,制得Mg(ClO3)2。
4.重结晶 留下约0.1 g粗产品(作纯度对比检验用),其余 按粗产品、水的质量比为2∶1混合,配成溶 液,加热、搅拌,待晶体全部溶解后停止加 热(若溶液沸腾时晶体还未全部溶解,可再加 入少量蒸馏水使其溶解)。等溶液冷却至室温 有大量晶体析出后减压过滤,得到较高纯度 的_硝__酸__钾___晶体。
2.粗盐提纯使用的主要仪器有( ) A.漏斗、烧杯、蒸发皿、酒精灯 B.量筒、烧杯、试管夹、蒸发皿 C.玻璃棒、蒸发皿、漏斗、集气瓶 D.铁架台、天平、长颈漏斗、酒精灯 解析:选A。粗盐提纯主要包括溶解、过滤、
蒸发、洗涤几步。用到的主要仪器有:烧杯、 漏斗、蒸发皿、坩埚钳、酒精灯等。
3.检验所得产品中是否含有Cl-的目的是什么? 检验Cl-应注意什么问题? 答案:检验所得产品中是否含有Cl-的目的是检 验所得产品(KNO3)中是否混有NaCl。通过检验 Cl-来检验产品纯度。检验产品纯度时,应将粗 产品和重结晶产品一起检验,对比实验现象。一 次重结晶后的产物中还是会有少量Cl-存在,所 以加入硝酸银溶液有浑浊现象。但对比观察后可
②降温前溶液中的NaCl已饱和;降温过程中 NaCl溶解度降低,会有少量晶体析出 重结晶
变式训练1 下表是几种物质在指定温度下的溶 解度(g)。现将相同物质的量的NaCl、CO2、NH3 在30 ℃时制成溶液,此时溶液中无晶体,当降 温至某温度时,开始析出晶体,此晶体是( )
温度
NH4Cl NH4HCO3 NaHCO3
二、实验步骤 1.固体溶解 用小烧杯在天平上称取NaNO3 20 g,KCl 17 g, 加入35 mL蒸馏水,加热至沸腾并不断搅拌, 使固体溶解,在小烧杯外壁标注液面位置。用 到的仪器:_烧__杯___、_玻__璃__棒___、三脚架、石棉 网、酒精灯。
2.蒸发、热过滤 继续加热、搅拌,使溶液蒸发浓缩,_氯__化__钠__晶
于水,首先发生反应 CO2+NH3+H2O===NH4HCO3,
从阴、阳离子两两对应的角度来说,Na+、Cl-、HCO- 3 、
NH+ 4 可以组成等物质的量的 NH4Cl 和 NaHCO3,或
等物质的量的 NH4HCO3 和 NaCl。这四种物质中,
在 30 ℃时溶解度最小、最大的分别是 NaHCO3 和
NaCl
0℃ 29.4 11.9 6.9 35.7
10 ℃ 33.3 15.9 8.15 35.8
20 ℃ 37.2 21.0 9.6 36.0
30 ℃ 41.1 27.0 11.1 36.3
A.NH4Cl C.NaHCO3
B.NH4HCO3 D.NaCl
解析:选 C。相同物质的量的 NaCl、CO2、NH3 溶
___________________________________________ _____________________________( 要 求 写 出 两 条 ) 。 (2)滤渣Ⅰ的主要成分有________。 (3)从滤液Ⅱ中可回收利用的主要物质有________。
(4)Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂, 可采用复分解反应制备: MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl 已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲 线如图所示:
课前自主学案
自主学习
一、实验原理 1.盐的溶解度随温度的变化 氯化钠的溶解度随温度变化_不__大___,而氯化钾、 硝酸钠和硝酸钾在高温时具有较大的溶解度。 温度降低时,氯化钾、硝酸钠的溶解度明显减 小,而_硝__酸__钾___的溶解度则急剧下降。
2.结晶 结晶是提纯固态物质的重要方法。通过蒸发溶液,
__________________________________________ ______________________________。
【思路点拨】 解答本题要注意以下两点:
(1)理解生产过程的步骤及每步发生的变化 及反应;
(2)转化法制备物质的原理及过程。 【解析】 (1)提高镁的浸出率,即尽可能 使镁盐转化成MgSO4,可以增大硫酸浓度、 加热升高温度,边加酸边搅拌,增加浸出 时间等。
加―热―浓→缩
溶剂减少
因Na―C―l溶→解度随
温度变化小
NaCl晶 体析出
趁―热―过→滤
含大量KNO3少 量NaCl的溶液
冷却至室温―,―K→NO3溶解度
急剧降低
析出KNO3 晶体
减―压―过→滤
KNO3粗产品 含NaCl杂质
―重―结→晶
较纯KNO3 晶体
体逐渐析出。当溶液体积减小到约为原来的一半 时,迅速趁热过滤。承接滤液的烧杯应预先加2 mL _蒸__馏__水__,以防降温时氯化钠溶液达饱和而析
出。用到的仪器及用品:铁架台、石棉网、烧杯、 酒精灯、玻璃棒、__漏__斗__、_滤__纸__。 3.冷却、减压过滤
待滤液冷却至室温,进行减压过滤得到较干燥的 粗产品_硝__酸__钾__晶体。用到的仪器及用品: _布__氏__漏__斗_、_滤__纸__、_吸__滤__瓶___、安全瓶、抽气泵。
NH4Cl,质量最大、最小的分别是 NaHCO3 和 NH4Cl,
所以开始析出的晶体是 NaHCO3。
要点二 转化法制备KNO3的理论依据
1.化学反应
转 化 法 制 备 KNO3 的 化 学 方 程 式 为 :
NaNO3+KCl
KNO3+NaCl,这是
一个平衡移动的过程,利用KNO3的结晶
控制化学反应的方向。
2.制备原理 (1)盐的溶解度随温度的变化 由右图可以看出,NaNO3、 KNO3、NaCl、KCl四种盐 的溶解度在不同温度下的差
别是非常显著的。NaCl的溶
解度随温度变化不大,
NaNO3、KCl有明显变化, 而硝酸钾的溶解度随温度的
升高急剧增大。
(2)加热蒸发时的一系列变化
NaNO3和KCl 的混合液
课题3 硝酸钾晶体的制备
学习目标 1. 理 解 实 验 室 中 利 用 NaNO3 和 KCl 制 取 KNO3 的原理。 2.了解重结晶的基本原理,认识蒸发结晶与冷 却结晶两种分离方法的适用条件;掌握用重结 晶法提纯物质的步骤和基本操作。 3.了解减压过滤、热过滤。 4.进一步掌握并能熟练运用溶解、过滤、加热 蒸发、结晶等常用实验操作。
5.称重 晶体用干燥的_滤__纸__吸干,放在表面皿上称重, 并观察其外观。分别取0.1 g粗产品和重结晶后得 到的硝酸钾晶体放入两支小试管中,各加入2 mL 蒸馏水配成溶液。
6.检验Cl- 向溶液中分别滴入1滴1 mol·L-1 HNO3溶液酸化, 再各滴入2滴0.1 mol·L-1 AgNO3溶液,观察到的 现象是_粗__产__品__、__重__结__晶__产__品__的__溶__液__中__产__生__浑__浊___ _的__程__度__不__同_____。
例1 某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料, 主 要 含 有 MgCO3 、 MgSiO3 、 CaMg(CO3)2 、 Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:
沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2